Для чего нужна кинетическая энергия

Работа и кинетическая энергия

Замечание 1

Термин «работа» введен в физике в 1826 г., его автором выступил французский ученый Ж. Понселе. Если в повседневной жизни работой называется только труд человека, то в рамках физики (в частности, — механики) считается, что работа совершается определенной силой воздействия.

Работа, таким образом, представляет в физике физическую величину, скалярную количественную меру воздействия силы (или равнодействующей сил) на тело (систему тел). Работа будет зависеть от:

• численной величины;
• направления силы (сил);
• перемещения тела (системы тел).

В момент перемещения тела по горизонтальной плоскости сила тяжести не совершает работу. Также при движении по круговой орбите спутника, например, сила тяготения работу не совершает. Полная работа (при действии на тело нескольких сил) будет равной работе результирующей силы.

Замечание 2

В механике кинетическая энергия вводится в прямой взаимосвязи с таким понятием, как «работа». Кинетическая энергия характеризуется энергией перемещения тела. Соответственно, если имеется некий объект с какой-то массой и скоростью, он и будет обладать кинетической энергией. Но относительно разных систем отсчета данная кинетическая энергия может оказаться различной для одного и того же объекта.

• Курсовая работа 460 руб.
• Реферат 280 руб.
• Контрольная работа 240 руб.

Работа сил, приложенных к материальным точкам

Суммарная работа, направленная на перемещение одной материальной точки и совершаемая несколькими силами, приложенными к ней, определяется векторной суммой этих сил.

Если материальная точка движется прямолинейно и приложенная к ней сила имеет постоянное значение, работа будет выражаться произведением проекции вектора силы и направления движения, а также длины вектора перемещения, совершаемого точкой:

Рисунок 1. Работа. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

В общем случае, при непостоянстве силы и не прямолинейности движения, работу можно вычислить как криволинейный интеграл 2 рода по траектории точки:

Рисунок 2. Работа. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

При существовании зависимости силы от координат, интеграл определяется формулой:

Рисунок 3. Работа. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Работа сил, направленных на перемещение системы материальных точек определяется в виде суммы работ данных сил по перемещению каждой из точек (работы, которые совершались над каждой точкой системы, суммируются в работу таких сил над системой).

Даже если тело не представляет систему дискретных точек, его мысленно можно разбить на множество частиц (бесконечно малых элементов), каждая из которых может считаться материальной точкой, и вычислить работу в соответствии с вышеприведенным определением. В данном случае дискретная сумма заменяется интегралом.

Данные определения могут быть применены для вычисления работы конкретной силы (класса сил), а также для вычисления полной работы, которую совершают все силы, воздействующие на систему.

Кинетическая энергия в классической механике

Кинетическая энергия выражается скалярной функцией, представляющей меру перемещения материальных точек, которые формируют рассматриваемую механическую систему. Такая энергия зависит исключительно от модулей скоростей этих точек и масс. Если рассматривается движение со скоростями гораздо меньше скорости света, то кинетическую энергию записывают так:

Рисунок 4. Кинетическая энергия. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Зачастую в классической механике выделяют кинетическую энергию движения:

• вращательного;
• поступательного.

Замечание 3

В более строгом определении кинетическая энергия характеризуется разностью между полной энергией системы и энергией покоя. Она, таким образом, считается частью полной энергии, обусловленной движением. Когда отсутствует движение (тело находится в состоянии покоя), его кинетическая энергия имеет нулевое значение.

По определению, кинетическая энергия материальной точки с некоторой массой считается величина

Рисунок 5. Кинетическая энергия. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

При этом скорость точки предполагается всегда гораздо меньше скорости света. С включением понятия импульса рассматриваемое выражение примет следующий вид:

Рисунок 6. Кинетическая энергия. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

При замкнутости системы (внешние силы отсутствуют) или нулевом значении равнодействующей всех сил, величина, стоящая под дифференциалом сохраняет свое постоянство. Таким образом, кинетическая энергия представляет интеграл движения.

При изучении перемещения абсолютно твердого тела, оно может быть представлено в виде совокупности материальных точек. Однако, стандартно кинетическую энергию в таком случае записывают с применением формулы Кёнига:

Рисунок 7. Формула Кёнига. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Свойства кинетической энергии

Кинетическая энергия обладает такими свойствами:

1. Аддитивностью. Свойство аддитивности означает, что кинетическая энергия у механической системы, которая состоит из материальных точек, будет равняться сумме таких энергий всех входящих в систему материальных точек.
2. Инвариантностью в отношении поворота системы отсчета. Это означает независимость кинетической энергии от положения точки, а также направления ее скорости и зависимость только от модуля скорости или от квадрата ее скорости.
3. Неинвариантностью в отношении смены системы отсчёта (в общем случае). Это вытекает из определения, поскольку в момент перехода между системами отсчета скорость будет претерпевать определенные изменения.
4. Неизменностью. Кинетическая энергия не будет изменяться при взаимодействиях, меняющих только механические характеристики в системе. Данное свойство инвариантно в отношении преобразований Галилея. Для выведения математической формулы кинетической энергии будет достаточно использование второго закона Ньютона.

Работа всех воздействующих на материальную точку сил в момент ее перемещения направлена на приращение кинетической энергии. Такая энергия будет зависеть от того, с какой позиции рассматривается данная система. Так, при рассмотрении макроскопического объекта (например, твердого тела видимого размера) как единого целого, имеет место такая форма энергии, как внутренняя. В этом случае кинетическая энергия возникает только если тело движется как целое.

Наряду с тем, то же тело, но рассматриваемое с микроскопической точки зрения, будет считаться состоящим из молекул и атомов, а его внутренняя энергия характеризуется молекулярно-атомным движением. Такое тело рассматривают как результат теплового движения данных частиц, при этом его абсолютная температура будет прямо пропорциональной средней кинетической энергии атомно-молекулярного движения. Коэффициентом пропорциональности здесь выступает постоянная Больцмана.

Источник: https://spravochnick.ru/koncepciya_sovremennogo_estestvoznaniya/rabota_i_kineticheskaya_energiya/

О различных температурных шкалах

История

Слово «температура» возникло в те времена, когда люди считали, что в более нагретых телах содержится большее количество особого вещества — теплорода, чем в менее нагретых. Поэтому температура воспринималась как крепость смеси вещества тела и теплорода. По этой причине единицы измерения крепости спиртных напитков и температуры называются одинаково — градусами.

Из того, что температура — это кинетическая энергия молекул, ясно, что наиболее естественно измерять её в энергетических единицах (т.е. в системе СИ в джоулях). Однако измерение температуры началось задолго до создания молекулярно-кинетической теории, поэтому практические шкалы измеряют температуру в условных единицах — градусах.

Шкала Кельвина

В термодинамике используется шкала Кельвина, в которой температура отсчитывается от абсолютного нуля (состояние, соответствующее минимальной теоретически возможной внутренней энергии тела), а один кельвин равен 1/273.

16 расстояния от абсолютного нуля до тройной точки воды (состояния, при котором лёд, вода и водяной пар находятся в равновесии). Для пересчета кельвинов в энергетические единицы служит постоянная Больцмана.

Используются также производные единицы: килокельвин, мегакельвин, милликельвин и т.д.

Шкала Цельсия

В быту используется шкала Цельсия, в которой за 0 принимают точку замерзания воды, а за 100° точку кипения воды при атмосферном давлении.

Поскольку температура замерзания и кипения воды недостаточно хорошо определена, в настоящее время шкалу Цельсия определяют через шкалу Кельвина: градус Цельсия равен кельвину, абсолютный ноль принимается за −273,15 °C.

Шкала Цельсия практически очень удобна, поскольку вода очень распространена на нашей планете и на ней основана наша жизнь. Ноль Цельсия — особая точка для метеорологии, поскольку замерзание атмосферной воды существенно всё меняет.

Шкала Фаренгейта

В Англии и, в особенности, в США используется шкала Фаренгейта. В этой шкале на 100 градусов раздёлен интервал от температуры самой холодной зимы в городе, где жил Фаренгейт, до температуры человеческого тела. Ноль градусов Цельсия — это 32 градуса Фаренгейта, а градус Фаренгейта равен 5/9 градуса Цельсия.

В настоящее время принято следующее определение шкалы Фаренгейта: это температурная шкала, 1 градус которой (1 °F) равен 1/180 разности температур кипения воды и таяния льда при атмосферном давлении, а точка таяния льда имеет температуру +32 °F. Температура по шкале Фаренгейта связана с температурой по шкале Цельсия (t °С) соотношением t °С = 5/9 (t °F — 32), то есть изменение температуры на 1 °F соответствует изменению на 5/9 °С. Предложена Г. Фаренгейтом в 1724.

Шкала Реомюра

Предложенна в 1730 году Р. А. Реомюром, который описал изобретённый им спиртовой термометр.

Единица — градус Реомюра (°R), 1 °R равен 1/80 части температурного интервала между опорными точками — температурой таяния льда (0 °R) и кипения воды (80 °R)

1 °R = 1,25 °C.

В настоящее время шкала вышла из употребления, дольше всего она сохранялась во Франции, на родине автора.

 

Пересчёт температуры между основными шкалами
Кельвин	Цельсий	Фаренгейт
Кельвин (K)	= K	= С + 273,15	= (F + 459,67) / 1,8
Цельсий (°C)	= K − 273,15	= C	= (F − 32) / 1,8
Фаренгейт (°F)	= K · 1,8 − 459,67	= C · 1,8 + 32	= F

 Сравнение температурных шкал

Описание	Кельвин	Цельсий	Фаренгейт	Ньютон	Реомюр
Абсолютный ноль		−273.15	−459.67	−90.14	−218.52
Температура таяния смеси Фаренгейта (соли и льда в равных количествах)	255.37	−17.78		−5.87	−14.22
Температура замерзания воды (нормальные условия)	273.15		32
Средняя температура человеческого тела¹	310.0	36.8	98.2	12.21	29.6
Температура кипения воды (нормальные условия)	373.15	100	212	33	80
Температура поверхности Солнца	5800	5526	9980	1823	4421

¹ Нормальная температура человеческого тела — 36.6 °C ±0.7 °C, или 98.2 °F ±1.3 °F. Приводимое обычно значение 98.6 °F — это точное преобразование в шкалу Фаренгейта принятого в Германии в XIX веке значения 37 °C. Поскольку это значение не входит в диапазон нормальной температуры по современным представлениям, можно говорить, что оно содержит избыточную (неверную) точность. Некоторые значения в этой таблице были округлены.

Сопоставление шкал Фаренгейта и Цельсия

(oF — шкала Фаренгейта, oC — шкала Цельсия)

oF	oC	oF	oC	oF	oC	oF	oC
-459.67-450-400-350-300-250-200-190-180-170-160-150-140-130-120-110-100-95-90-85-80-75-70-65	-273.15-267.8-240.0-212.2-184.4-156.7-128.9-123.3-117.8-112.2-106.7-101.1-95.6-90.0-84.4-78.9-73.3-70.6-67.8-65.0-62.2-59.4-56.7-53.9	-60-55-50-45-40-35-30-25-20-19-18-17-16-15-14-13-12-11-10-9-8-7-6-5	-51.1-48.3-45.6-42.8-40.0-37.2-34.4-31.7-28.9-28.3-27.8-27.2-26.7-26.1-25.6-25.0-24.4-23.9-23.3-22.8-22.2-21.7-21.1-20.6	-4-3-2-112345678910111213141516171819	-20.0-19.4-18.9-18.3-17.8-17.2-16.7-16.1-15.6-15.0-14.4-13.9-13.3-12.8-12.2-11.7-11.1-10.6-10.0-9.4-8.9-8.3-7.8-7.2	2021222324253035404550556065707580859095100125150200	-6.7-6.1-5.6-5.0-4.4-3.9-1.11.74.47.210.012.815.618.321.123.926.729.432.235.037.851.765.693.3

Для перевода градусов цельсия в кельвины необходимо пользоваться формулой T=t+T0 где T- температура в кельвинах, t- температура в градусах цельсия, T0=273.15 кельвина. По размеру градус Цельсия равен Кельвину.

Источник: https://meteoinfo.ru/t-scale

Энергия: потенциальная и кинетическая энергия

Слово «энергия» в переводе с греческого означает «действие». Энергичным мы называем человека, который активно двигается, производя при этом множество разнообразных действий.

И если в жизни энергию человека мы можем оценивать в основном по последствиям его деятельности, то в физике энергию можно измерять и изучать множеством различных способов. Ваш бодрый друг или сосед, скорее всего, откажется повторить тридцать-пятьдесят раз одно и то же действие, когда вдруг вам взбредет на ум исследовать феномен его энергичности.

А вот в физике вы можете повторять почти любые опыты сколь угодно много раз, производя необходимые вам исследования. Так и с изучением энергии. Ученые-исследователи изучили и обозначили множество видов энергии в физике. Это электрическая, магнитная, атомная энергия и так далее. Но сейчас мы поговорим о механической энергии. А конкретнее о кинетической и потенциальной энергии.

Кинетическая и потенциальная энергия

В механике изучают движение и взаимодействие тел друг с другом. Поэтому принято различать два вида механической энергии: энергию, обусловленную движением тел, или кинетическую энергию, и энергию, обусловленную взаимодействием тел, или потенциальную энергию.

В физике существует общее правило, связывающее энергию и работу. Чтобы найти энергию тела, надо найти работу, которая необходима для перевода тела в данное состояние из нулевого, то есть такого, при котором его энергия равна нулю.

Потенциальная энергия

В физике потенциальной энергией называют энергию, которая определяется взаимным положением взаимодействующих тел или частей одного и того же тела. То есть, если тело поднято над землей, то оно обладает возможностью падая, произвести какую-либо работу.

И возможная величина этой работы будет равна потенциальной энергии тела на высоте h.  Для потенциальной энергии формула определяется по следующей схеме:

A=Fs=Fт*h=mgh,     или      Eп=mgh,

где Eп потенциальная энергия тела,m масса тела,h — высота тела над поверхностью земли,

g ускорение свободного падения.

Причем за нулевое положение тела может быть принято любое удобное нам положение в зависимости от условий проводимых опыта и измерений, не только поверхность Земли. Это может быть поверхность пола, стола и так далее.

Кинетическая энергия

В случае, когда тело движется под влиянием силы, оно уже не только может, но и совершает какую-то работу. В физике кинетической энергией называется энергия, которой обладает тело вследствие своего движения. Тело, двигаясь, расходует свою энергию и совершает работу. Для кинетической энергии формула рассчитывается следующей образом:

A = Fs = mas = m * v / t * vt / 2 = (mv2) / 2  ,    или      Eк= (mv2) / 2 ,

где Eк кинетическая энергия тела,m масса тела,

v скорость тела.

Из формулы видно, что чем больше масса и скорость тела, тем выше его кинетическая энергия. 

Каждое тело обладает либо кинетической, либо потенциальной энергией, либо и той, и другой сразу, как, например, летящий самолет.

Формула энергии в физике всегда показывает, какую работу совершает или может совершить тело. Соответственно, единицы измерения энергии такие же, как и работы джоуль (1 Дж).

Нужна помощь в учебе?

Предыдущая тема: Коэффициент полезного действия механизмов: расчет, формула + примеры
Следующая тема:   Превращение энергии: закон сохранения энергии

Источник: http://www.nado5.ru/e-book/ehnergiya-potencialnaya-i-kineticheskaya-ehnergiya

Своя атмосфера: почему Россия и КНР названы главными угрозами в новой американской доктрине космической обороны

Россия и Китай — главные угрозы национальным интересам США в космосе. Об этом говорится в новой космической оборонной стратегии, представленной Пентагоном. В американском оборонном ведомстве полагают, что Москва и Пекин хотят «бросить вызов свободе Соединённых Штатов в космическом пространстве». По мнению экспертов, с помощью подобных надуманных заявлений Вашингтон маскирует собственные планы по милитаризации околоземного пространства.

Россия и Китай представляют главную угрозу национальным интересам США в космическом пространстве, превращая его в арену противостояния. Об этом говорится в новой Стратегии космической обороны, представленной Пентагоном.

«В частности, самую большую стратегическую угрозу представляют Китай и Россия в связи с их разработкой, испытанием и развёртыванием противокосмического потенциала, а также соответствующей военной доктриной о применении данного потенциала в ходе конфликта в космическом пространстве. Китай и Россия используют космос в качестве оружия, чтобы снизить военную эффективность США и их союзников, а также бросить вызов нашей свободе действий в космическом пространстве», — говорится в тексте стратегии, опубликованном на сайте Пентагона. 

Глава Пентагона Марк Эспер, комментируя публикацию новой доктрины, заявил, что противники США превратили космос в область ведения боевых действий, и в соответствии с этим Вашингтон должен внести изменения в политику и стратегии. 

Также по теме

«Множество уязвимых мест»: как США планируют развивать свою военную инфраструктуру в космосе

Космическая архитектура нацобороны Соединённых Штатов будет состоять из сотен оптически связанных спутников на орбите, способных

Целью США заявлено обеспечение всеобъемлющего военного преимущества в космическом пространстве. Американское Космическое командование планирует создать в околоземном пространстве некую «стратегическую среду», которая будет предусматривать интегрирование космоса в национальные, совместные и комбинированные операции, сотрудничество с союзниками, партнёрами, промышленностью и другими правительственными ведомствами и агентствами США. 

Отмечается, что Вашингтон расценивает космическое пространство как новую арену противостояния «великих держав». 

«Соперничество великих держав определяет стратегическую обстановку. Космос — это как источник национальной мощи, процветания и престижа, так и их проводник. Таким образом, космическая сфера вновь стала главной ареной для соперничества США с другими великими державами, преимущественно Китаем и Россией», — говорится в документе. 

Необходимое пространство 

Напомним, что администрация Дональда Трампа последние несколько лет активно наращивала усилия по милитаризации космоса. Так, в 2019 году указом президента США были созданы Агентство космического развития (Space Development Agency, SDA) и новый, шестой вид Вооружённых сил США — Космические силы. В августе 2019-го начало работу Космическое командование SPACECOM — первое боевое командование, сформированное с 2009 года. Главой Космических сил США и SPACECOM является генерал Джон Рэймонд.

Сам Рэймонд в апреле 2020 года в ходе конференции в Институте Митчелла (организация, работающая в сфере авиации и аэрокосмической отрасли) заявил, что обеспокоен возможностями США действовать оперативно и упреждать угрозу в космическом пространстве.

«Очевидно, что другие страны нас догоняют», — заявил Рэймонд в ходе видеоконференции, организованной Институтом Митчелла. 

Обеспокоенность Пентагона успехами в космической сфере других стран, в частности России и Китая, отражена и в новой доктрине. В ней указывается, что китайские и российские стратегические намерения и возможности представляют собой актуальную и сохраняющуюся угрозу способности американского оборонного ведомства достичь желаемых условий в космосе.  

«Китай и Россия проанализировали зависимость США от космоса и разработали доктрину, организации и возможности, специально предназначенные для того, чтобы оспаривать или отказывать США в доступе и операциях в этой среде. Одновременно с этим значительно расширяется их использование космоса», — говорится в новой оборонной доктрине Пентагона.

Также по теме

Звёздный плацдарм: почему в США заявили, что теряют превосходство над другими странами в космосе

США теряют превосходство над другими странами в космической сфере. Обеспокоенность по этому поводу выразил командующий Космическими

США окончательно утвердили курс на милитаризацию космического пространства, считает военный эксперт Юрий Кнутов. 

«Для этого были созданы Космические силы, выдвинута программа колонизации Луны, сейчас на орбиту выводят спутники Starlink, которые позволят армии США с любой точки земного шара поддерживать связь непосредственно с Пентагоном и военными базами. Также готовится программа вывода ядерного оружия в околоземное пространство с целью протестировать реакцию мировых лидеров на это», — рассказал эксперт в беседе с RT.  

Юрий Кнутов отметил, что США вернулись к реализации программы президента Рональда Рейгана «Звёздные войны» (также известной как Стратегическая оборонная инициатива, или SDI), так как теперь для этого появляются необходимые технологии. 

По мнению эксперта, США сейчас делают ставку на милитаризацию космоса, поскольку довольно сильно отстали от России и Китая в разработках гиперзвукового оружия.

«Вашингтон надеется, что в космическом пространстве можно будет перехватить ракеты во время старта, а также держать российские военные объекты под постоянной угрозой вероятного удара», — отметил эксперт. 

Как считает Юрий Кнутов, заявления о том, что Россия и Китай могут угрожать США, являются отвлекающим манёвром, который должен скрыть истинные планы Вашингтона по милитаризации космоса.

Гонка вооружений 

Эксперты отмечают, что Пентагон уже давно проводит активную политику по милитаризации космоса.   

«Агентства DARPA и RAND ранее уже обозначили, что если США смогут совершить прорыв в освоении космического пространства, то они будут доминировать во всём мире. Поэтому Пентагон принял соответствующую программу, которая предусматривает расположение на орбите группировки спутников», — отметил в беседе с RT военный эксперт Алексей Леонков. 

Кроме задач по обеспечению каналов связи, глобального позиционирования и разведки, в будущем такие орбитальные платформы смогут вести в космосе и боевые действия, пояснил эксперт.  

«На подобных спутниках могут быть размещены как кинетическое оружие, так и комплексы радиоэлектронной борьбы. Кинетическое оружие будет бороться с баллистическими ракетами, гиперзвуковыми блоками, наносить удар с орбиты. В свою очередь, комплексы РЭБ должны будут обездвиживать спутниковые группировки противника», — пояснил Алексей Леонков. 

Целью подобных систем могут стать российские и китайские объекты и комплексы, считает эксперт.  

• Военный спутник
• Gettyimages.ru
• Jose Luis Stephens / EyeEm

«США в национальной оборонной доктрине обозначили Россию и Китай врагами первого порядка, поэтому прежде всего это будет направлено против них», — рассказал Алексей Леонков.  

Источник: https://russian.rt.com/world/article/756383-pentagon-kosmos-doktrina-rossiya

15 лучших примеров потенциальной энергии

Термин «потенциальная энергия» был придуман шотландским инженером-механиком Уильямом Рэнкином в 19 веке. Вскоре она стала одной из самых влиятельных переменных в формулах, описывающих нашу известную вселенную.

Что такое Потенциальная Энергия?

Потенциальная энергия — это энергия, накопленная внутри объекта. Эта накопленная энергия основана на состоянии, расположении или положении объекта.

В качестве альтернативы, вы можете представить ее как энергию, которая имеет «потенциал» для работы. При изменении состояния, расположения или положения объекта накопленная энергия высвобождается.

В то время как потенциальную энергию можно определить как скрытую энергию, накопленную в веществе в состоянии покоя, другая ее форма, называемая кинетической энергией, выражается веществом, находящимся в движении.

Типы потенциальной энергии

Существуют различные типы потенциальной энергии, каждый из которых связан с определенным типом силы.

Четыре основных типа:

1. Гравитационная Потенциальная Энергия: энергия в объекте, когда она удерживается вертикально на некоторой высоте.
2. Упругая потенциальная энергия: энергия, запасенная в объекте, когда он растягивается или сжимается.
3. Потенциальная электрическая энергия: энергия в объекте за счет его заряда.
4. Химическая потенциальная энергия: энергия, запасенная в химических связях вещества.

Каждый из них измеряется по-разному. Например, потенциальная энергия гравитации (PE) пропорциональна массе (m) объекта, силе тяжести (g) и высоте (h), на которой удерживается объект.

PE = m. g. h

Чем больше масса объекта и чем выше он удерживается, тем больше будет его потенциальная энергия. Как и все другие формы энергии, потенциальная энергия измеряется в килограммах-метрах в квадрате за секунду в квадрате (кг м2 / С2 ) или Джоуле (Дж).

Чтобы лучше объяснить этот феномен, мы собрали несколько интересных примеров потенциальной энергии, которую вы видите в своей повседневной жизни.

1. Маятник

Тип: Гравитационная потенциальная энергия

В простом маятнике, груз прикреплен к концу почти безмассовой нити, которая качается вокруг оси. Когда маятник качается взад и вперед, энергия превращается между потенциальной энергией и кинетической энергией.

Груз несет на одном конце максимальную потенциальную энергию. По мере того, как он под действием силы тяжести качается в самую нижнюю точку, его потенциальная энергия начинает преобразовываться в кинетическую энергию.

Потенциальная энергия груза достигает нуля (а кинетическая энергия достигает максимума) в самой нижней точке. К тому времени, когда он достигает другого конца, его кинетическая энергия полностью преобразуется в потенциальную энергию.

Процесс повторяется несколько раз, пока маятник не остановится. Поскольку часть энергии теряется в тепле и трении, вам нужна внешняя энергия, чтобы поддерживать движение маятника.

2. Камень на краю скалы

Тип: Гравитационная потенциальная энергия

Камень, расположенный на краю скалы, обладает потенциальной энергией, которая пропорциональна массе камня и высоте скалы. Если вы столкнете его с утеса, та же самая потенциальная энергия будет преобразована в кинетическую энергию.

Как вы можете видеть на изображении, тяжелый валун из песчаника опасно лежит на крутом склоне. Он обладает потенциальной энергией относительно склона, так как кажется, что он готов упасть в любой момент и скатиться на несколько метров в долину внизу.

3. Вода за плотинами

Тип: Гравитационная потенциальная энергия

Вода за плотиной гидроэлектростанции хранит огромную потенциальную энергию, так как она находится на гораздо более высоком уровне, чем вода с другой стороны плотины. Когда ворота таких плотин открываются, вода начинает падать, и накопленная потенциальная энергия преобразуется в кинетическую энергию, которая превращает турбины для производства электроэнергии.

Помимо производства электричества, водные плотины также строятся с целью контроля речного стока и регулирования наводнений.

4. Ветви деревьев

Тип: Гравитационная потенциальная энергия

Ветви деревьев обладают потенциальной энергией, потому что они могут упасть на землю. Чем тяжелее ветка и чем выше она находится к земле, тем больше потенциальной энергии она имеет.

Аналогичным образом, плод, свисающий с верхней ветви, также обладает некоторой потенциальной энергией. Когда плод падает, его энергия положения (потенциальная энергия) преобразуется в энергию движения (кинетическую энергию). И когда он ударяется о землю, кинетическая энергия преобразуется в тепловую энергию.

5. Американские горки

Тип: Гравитационная потенциальная энергия

Большинство американских горок используют гравитацию для перемещения вагонов по трассе. Большая цепь (прицепленная к нижней части вагонов) тянет вагоны на вершину первого холма, который является самой высокой точкой на американских горках. Как только вагоны достигают вершины холма, они освобождаются от цепи.

В американских горках работают две формы энергии: потенциальная энергия и кинетическая энергия. Одна из них преобразуется в другую на протяжении всей поездки, в то время как значительное количество энергии теряется из-за сопротивления воздуха и трения.

Потенциальная гравитационная энергия вагонов наименьшая в самой низкой точке американских горок и наибольшая в самой высокой точке.

6. Пружина

Тип: Эластичная потенциальная энергия

Энергия, накопленная в сжимаемых/растягивающихся объектах, называется эластичной потенциальной энергией. Чем больше объект может сжиматься/растягиваться, тем более упругая потенциальная энергия (U) у него есть. Она пропорциональна константе силы пружины (k) и длине струны сжатия/растяжения (x) в метрах.

Когда пружина растягивается или сжимается, она получает определенное количество потенциальной энергии. Это равно кинетической энергии, которая использовалась для растяжения или сжатия пружины.

Как только пружина высвобождается, потенциальная энергия снова преобразуется в кинетическую энергию. Однако процесс преобразования энергии не является полностью эффективным, так как значительная часть энергии теряется при нагревании и трении.

7. Лук и стрелы

Тип: Эластичная потенциальная энергия

Лук и стрела — это традиционная система оружия дальнего боя, которая состоит из упругого пускового инструмента (лук) и длинноствольных снарядов (стрел).

Лучник использует свои мышцы для приложения силы к струне, сгибая конечности назад. Сила, которую он оказывает на струну, известна как «вытягивание веса». Упругая энергия теперь является потенциальной энергией, которая может быть использована для запуска стрелки (путем освобождения струны).

Чем больше вы деформируете конечности, оттягивая их назад, тем больше вы увеличиваете накопленную потенциальную энергию. Очевидно, есть предел тому, сколько силы вы можете приложить, чтобы натянуть лук и сколько силы лук может выдержать без трещин.

8. Растянутые резинки

Тип: Эластичная потенциальная энергия

В тебя когда-нибудь стреляли из резинки? Если да, то вы знаете, что она содержит достаточно энергии, чтобы ударить в руку и вызвать боль.

Когда вы натягиваете резинку, вы вводите в нее определенное количество потенциальной энергии. А когда вы его высвобождаете, эта потенциальная энергия быстро преобразуется в кинетическую (двигательную) энергию.

9. Электрическая цепь

Тип: Электрическая потенциальная энергия

Когда мы соединяем электричество с электрическими цепями и устройствами, мы преобразуем энергию из одной формы в другую. Электронные схемы хранят (потенциальную) энергию и передают ее в другие формы, такие как свет, тепло или движение.

Подобно тому, как объекты под действием силы тяжести обладают гравитационной потенциальной энергией, заряды в электрическом поле обладают электрической потенциальной энергией.

Электрическая потенциальная энергия заряда показывает, сколько энергии он содержит. При приведении в движение электростатической силой эта накопленная энергия становится кинетической, и заряд действительно работает (что измеряется в джоулях).

Для любого заряда в электрическом поле его электрическая потенциальная энергия зависит от типа (отрицательного или положительного), количества заряда и его положения в поле.

10. Пища, которую мы едим

Тип: Химическая потенциальная энергия

Пища, которую мы едим, накапливает потенциальную химическую энергию. Когда она достигает нашего желудка, та же самая энергия превращается в другие формы, которые использует наше тело.

По мере того как связи между атомами в пище разрываются или ослабевают, происходит химическая реакция, образующая новые соединения. Энергия, генерируемая этой реакцией, поддерживает наше тепло, помогает нам двигаться и расти. Различные продукты питания содержат разное количество энергии.

11. Сухая древесина

Тип: Потенциальная химическая энергия

Сухие лесоматериалы содержат химическую энергию. Когда они сжигаются в камине, они высвобождают эту химическую энергию, которая в конечном итоге преобразуется в светлую и тепловую энергию. После химической реакции древесина превращается в новое вещество — золу.

12. Батареи АА

Тип: Химическая потенциальная энергия

Обычные батареи, такие как набор батарей типа АА, обладают потенциальной химической энергией, которая может быть преобразована в электрическую энергию.

Каждая батарея состоит из двух электродов (один катод и один анод). Между этими электродами находится гелеобразное вещество, называемое электролитом. Он состоит из заряженных частиц или ионов, которые соединяются с материалами электрода, вызывая химические реакции, которые позволяют батарее производить электрический ток.

Различные электроды и электролиты создают разные химические реакции, которые определяют эффективность батареи (сколько энергии она может хранить и ее напряжение).

13. Динамит

Тип: Химическая потенциальная энергияДинамит является еще одним ярким примером химической потенциальной энергии. Он состоит из нитроглицерина (очень нестабильного вещества), сорбентов (таких как порошкообразные оболочки или глина) и стабилизаторов.

При воспламенении нитроглицерин в динамите быстро взрывается, выделяя огромное количество азота и других газов вместе с теплом.

14. Бензин

Тип: Химическая потенциальная энергия

Когда вы заправляете свой автомобиль бензином, вы снабжаете его химической потенциальной энергией. Эта энергия содержится в различных химических веществах (в основном, органических соединениях, полученных путем фракционной перегонки нефти), которые составляют бензин.

Энергия высвобождается, когда бензин сжигается контролируемым образом в двигателе транспортного средства. Это потенциальное выделение энергии делает две вещи: часть энергии преобразуется в работу, которая используется для движения транспортного средства, а часть преобразуется в тепло, что делает двигатель автомобиля очень горячим.

15. Атомные электростанции

Тип: Ядерная потенциальная энергия

Ядерная потенциальная энергия-это потенциальная энергия субатомных частиц (таких как протоны и нейтроны), присутствующих внутри ядра атома. Она удерживает протоны и нейтроны вместе, образуя ядро.

Когда два или более атомных ядра объединяются, чтобы сформировать большое ядро (ядерный синтез), высвобождается огромное количество энергии. Точно так же, когда одно ядро распадается на два меньших ядра (деление ядер), оно высвобождает большое количество энергии.

Атомные электростанции используют такие ядерные реакции (в основном ядерное деление урана и плутония) для получения тепла, которое затем используется в паровых турбинах для производства электроэнергии.

По сравнению с другими источниками энергии атомные электростанции используют меньшее количество сырья, имеют нулевой выброс, являются более мощными и эффективными.

Источник: https://new-science.ru/15-luchshih-primerov-potencialnoj-energii/

Миг 41: проект нового тяжелого истребителя, технические характеристики, радиус действия, скорость, вооружение, внешний вид

30.04.2019

МиГ-41. Пока об этой машине неизвестно практически ничего — ни о ее характеристиках, ни даже об особенностях внешнего облика этого самолета. Известно только, что это МиГ-41 – проект тяжелого истребителя-перехватчика, который в будущем заменит МиГ-31. Эту перспективную машину называют самым закрытым проектом российской оборонки. На виртуальных просторах интернета дискуссии вокруг нового российского самолета не утихают уже который год.

В начале нынешнего года вице-президент российской Объединенной самолетостроительной корпорации Сергей Коротков заявил журналистам, что работы над созданием нового истребителя МиГ-41 продолжаются.

По его словам, это будет машина нового поколения, которая в заменит высотный истребитель-перехватчик МиГ-31, разработанный еще в середине 70-х годов прошлого столетия. Коротков также сообщил, что в создании новой машины принимают участие не только конструкторы ОКБ им.

Микояна, но и представители других предприятий отечественной оборонной отрасли.

Разработки ведутся согласно заданию, которое было сформулировано российским Министерством обороны. Это значит, что ни о какой работе в инициативном порядке (а так нередко бывало в прошлом) речь не идет. Военным действительно нужен новый самолет для замены заслуженного МиГ-31. Никакой дополнительной информации, которая хотя бы немного приоткрывала завесу секретности над перспективным истребителем, чиновник журналистам не сообщил.

Ранее по поводу проекта МиГ-41 высказался главком российских ВВС Виктор Бондарев. Он заявил, что разработка нового истребителя-перехватчика активно ведется и находится на стадии научно-исследовательских работ (НИР), а в 2020 году начались ОКР (опытно-конструкторские работы). Генерал-полковник сообщил журналистам, что принятие самолета на вооружение планируется в 2025 году.

Еще ранее, в 2014 году, о проекте нового тяжелого истребителя-перехватчика рассказывал известный российский летчик-испытатель Анатолий Квочур. По словам пилота, новый самолет должен был появиться еще двадцать лет тому назад, а его скорость должна была достигать 4,3 Маха.

Чтобы представить себе концепцию и идею разрабатываемой машины, совсем необязательно иметь доступ к закрытым лабораториям или секретным документам Министерства обороны. Нужно просто понять, какие задачи будет выполнять новый истребитель, и для какой работы он задуман. И еще следует внимательно посмотреть на разработки прошлых лет, на знаменитый истребитель-перехватчик МиГ-31 – первый советский самолет четвертого поколения, который поднялся в небо в далеком 1975 году.

МиГ-31: самолет особого назначения

Работы по созданию нового высокоскоростного истребителя-перехватчика дальнего радиуса действия начались в Советском Союзе еще в конце 60-х годов. Эта машина впервые поднялась в небо в сентябре 1975 года.

МиГ-31 можно смело и без иронии назвать уникальным самолетом: он был способен развивать скорость до 3 тыс. км/ч, а его боевой радиус составлял 720 км. Этот истребитель стал первым в мире самолетом, который был оснащен РЛС с фазированной антенной решеткой.

МиГ-31 был вооружен новейшими для своего времени ракетами «воздух-воздух» дальнего радиуса действия.

МиГ-31 был высокоспециализированным самолетом, он изначально создавался для перехвата стратегических бомбардировщиков, самолетов-разведчиков, крылатых ракет и даже спутников противника, находящихся на низких орбитах.

Любопытно, что летные части, вооруженные самолетами МиГ-31, имели статус подразделений специального назначения (спецназа) в составе ВВС СССР.

В 90-е годы конструкторы ОКБ им. Микояна работали над созданием нового тяжелого перехватчика, который должен был заменить МиГ-31.

Речь идет о так называемом проекте 701, в рамках которого планировалось создание 62-тонного гиганта с максимальной скоростью 2,5 тыс. км/ч и дальностью полета более 7 тыс. км. Из тяжелого экономического положения в стране этот проект так и не был реализован.

Также бесславно закончились и проекты по глубокой модернизации «тридцатьпервого», которые были начаты еще в советский период.

В 2008 году началась программа модернизации МиГ-31. На истребителях проводится замена практически всей электроники, они получают новую ракету Р-37, которая может поражать противника на дистанции 400 км, а также современную РЛС «Заслон-М».

Сегодня МиГ-31 – это, пожалуй, единственный отечественный боевой самолет, по отношению к которому словосочетание «не имеющий аналогов в мире» не является преувеличением. Одной из основных особенностей этой машины является высокая крейсерская скорость, которая составляет более 2,5 тыс. км/ч.

Несмотря на свои уникальные летно-технические характеристики можно смело сказать, что подобная машина просто не нужна подавляющему большинству армий мира. МиГ-31 – это узкоспециализированный тяжелый скоростной самолет-перехватчик, который был создан для охраны бескрайних просторов Советского Союза.

Его главная задача – уничтожение маломаневренных целей, таких как крылатые ракеты или стратегические бомбардировщики. Для воздушного боя с вёрткими истребителями противника МиГ-31 подходит слабо.

Максимальная перегрузка основного вооружения истребителя – ракет «воздух-воздух» Р-33 – всего лишь 4G, что не позволяет надежно поражать высокоманевременные истребители.

В ВВС других стран функции МиГ-31 выполняют обычные истребители четвертого или пятого поколения или же средства противовоздушной обороны.

про МИГ-41

Но для России с ее гигантскими просторами и огромной протяженностью границ использование подобного самолета – это довольно неплохое решение. Поэтому проект нового самолета, который должен заменить устаревший МиГ-31, кажется абсолютно уместным. Как же будет выглядеть новая машин? Какими характеристиками она должна обладать, чтобы уверенно решать задачу защиты российских воздушных кордонов в следующем десятилетии?

Здесь следует напомнить, что срок эксплуатации истребителей МиГ-31 заканчивается в 2028 году, и к этому времени замена для них должна быть уже готова.

Как будет выглядеть МиГ-41?

Уже неоднократно заявлялось, что новый истребитель-перехватчик будет разрабатываться на базе МиГ-31. Однако вряд ли стоит принимать эту информацию буквально: скорее МиГ-41 будет создан с использованием наработок, полученных в ходе создания своего предшественника, а также тридцатилетнего опыта его использования. С момента первого полета МиГ-31 технологический прогресс в авиастроении сделал огромный рывок, поэтому маловероятно, что новый истребитель будет похож на МиГ-31.

Если скорость новой машины приблизится к уровню 4 Махов, то МиГ-41 может стать самым быстрым боевым самолетом в мире.

С большой долей вероятности можно сказать, что при проектировании и постройке нового истребителя будут активно использоваться технологии, позволяющие снизить его радиолокационную заметность.

В настоящее время «стелс-технологии» являются общемировым трендом, которому стараются следовать все. Вероятно, что оружие МиГ-41 будет укрыто внутри фюзеляжа самолета. Предполагаемый радиус действия МиГ-41, скорее всего, будет составлять от 700 до 1300 км.

Новый истребитель точно будет вооружен ракетой дальнего радиуса действия класса «воздух-воздух» Р-37. Кроме того, сообщается, что на ее базе сейчас разрабатывается новая ракета РВВ-БД с двухрежимным твердотопливным двигателем. Так что можно уверенно сказать, что если МиГ-41 будет воплощен в металле, то он получит РВВ-БД в состав своего вооружения.

Следует понимать, что говоря о моменте возможного принятия истребителя МиГ-41 на вооружение, мы имеем в виду, скорее всего, конец следующего десятилетия. Понятно, что к этому времени авиационные технологии и системы вооружения самолетов сделают значительный рывок, причем некоторые изменения могут быть революционными.

Эксперты считают, что сегодня мы находимся на пороге рождения авиационных ракет нового поколения. Стремительно развивается лазерное оружие, наиболее активно в этом направлении работают американцы.

Десять лет в современном мире – это огромный срок, за это время могут появиться совершенно новые технологии, о которых мы сегодня даже не догадываемся.

Одной из основных угроз уже в обозримом будущем для России могут стать боевые гиперзвуковые летательные аппараты, разработкой которых в настоящее время активно занимаются в США. В качестве примера можно привести проект гиперзвуковой ракеты Boeing X-51, скорость которой может достигать 6 тыс. км/ч.

Подобные системы вооружения способны нести стратегическую угрозу, причем для этого на них необязательно устанавливать ядерную боевую часть. Гиперзвуковые ракеты могут поражать объекты противника за счет своей огромной кинетической энергии.

Колоссальная скорость полета делает перехват таких целей весьма непростой задачей.

МИГ-41 обзор проекта

Борьба с гиперзвуковыми летательными аппаратами, вероятно, станет одной из задач, которые будет выполнять МиГ-41. Кроме того, этот самолет должен уметь бороться и с традиционными угрозами, в виде крылатых ракет и бомбардировщиков противника. Также планируется, что с борта этого самолета будут проводиться запуски небольших спутников на низкие орбиты.

Еще одним вопросом, который предстоит решить конструкторам во время реализации проекта МиГ-41, является «пилотируемость» этого самолета. Говоря другими словами, будет ли этот истребитель управляться летчиком или же станет беспилотным летательным аппаратом.

Учитывая перегрузки, которые испытывает человек при таких скоростях, второй вариант выглядит куда более предпочтительным. Проблема, правда, в том, что отечественная промышленность – еще с советских времен – отстает в области создания БПЛА.

Пока России не удается создать даже современный ударный беспилотник, сделать же перехватчик, управляемый дистанционно – это куда более сложная задача.

Будет ли построен МиГ-41?

Ответ на этот вопрос в основном зависит от одного фактора – финансирования. Разработка нового боевого самолета стоит очень дорого.

Конечно, общемировым трендом в последние десятилетия является отказ от узкоспециализированных машин и разработка универсальных боевых самолетов. Но, как уже было сказано выше, тяжелый скоростной перехватчик отлично соответствует географическим условиям России и может стать исключением из общего правила.

Хотя, в случае отказа от дальнейших работ по проекту МиГ-41 (по каким-либо причинам), его функции частично сможет выполнять ПАК ФА и новые комплексы ПВО, которые разрабатываются в настоящее время.

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Источник: https://militaryarms.ru/voennaya-texnika/aviaciya/mig-41/

Кинетическая и потенциальная энергия. Закон сохранения энергии

Онлайн калькуляторы

На нашем сайте собрано более 100 бесплатных онлайн калькуляторов по математике, геометрии и физике.

Справочник

Основные формулы, таблицы и теоремы для учащихся. Все что нужно, чтобы сделать домашнее задание!

Заказать решение

Не можете решить контрольную?!
Мы поможем! Более 20 000 авторов выполнят вашу работу от 100 руб!

Энергия – скалярная величина. В системе СИ единицей измерения энергии является Джоуль.

Закон сохранения энергии

Для замкнутой системы тел справедлив закон сохранения энергии:

• полная механическая энергия замкнутой системы тел есть величина постоянная:

В случае, когда на тело (или систему тел) действуют внешние силы, например, сила трения, закон сохранения механической энергии не выполняется. В этом случае изменение полной механической энергии тела (системы тел) равно работе внешних сил:

Закон сохранения энергии позволяет установить количественную связь между различными формами движения материи. Так же, как и закон сохранения импульса, он справедлив не только для механических движений, но и для всех явлений природы. Закон сохранения энергии говорит о том, что в энергию в природе нельзя уничтожить так же, как и создать из ничего.

В наиболее общем виде закон сохранения энергии можно сформулировать так:

• энергия в природе не исчезает и не создается вновь, а только превращается из одного вида в другой.

Примеры решения задач

Понравился сайт? Расскажи друзьям!

Источник: http://ru.solverbook.com/spravochnik/mexanika/dinamika/zakon-soxraneniya-energii/

Для чего нужна и как проверяется каска в электроустановках

Электроизолирующая каска – одно из важных средств защиты для работников, обслуживающих электроустановки. Рассмотрим, для чего используется указанное средство защиты, классификацию касок, правила их применения и порядок испытания, прочие сопутствующие вопросы.

Для чего нужна

Основное предназначение каски – защита головы работника от физического воздействия различного характера, агрессивного влияния жидкостей и поражения электрическим током, с показателем напряжения до 1 кВ при случайном прикосновении к токоведущим элементам.

По результатам статистических данных, повреждение головы занимает от 3 до 6 процентов общего количества производственных травм. Применение каски значительно снижает вероятность данного события. При выполнении работ на электроустановках, важная функция данного средства защиты, кроме предохранения от воздействия механического характера – диэлектрические качества, предохраняющие от поражения электрическим током.

Особенности конструкции

Конструктивно каска состоит из следующих элементов:

1. Корпуса, снабжённого козырьком, вентиляционными отверстиями и кронштейнами для крепления амортизатора.
2. Амортизатора с потопоглощающей лентой и подбородочным ремнём.

Корпус выполняется гладким, чтобы максимально эффективно отталкивать воздействующие предметы. За счёт действия амортизатора, кинетическая энергия удара, направленная на голову человека, распределяется по площади поверхности, защищая работника от непосредственного контакта с воздействующим предметом.

Дополнительная комплектация может включать утеплённый подшлемник, водозащитную пелерину, противошумные наушники, головные светильники.

Классификация

Для выполнения работ в электроустановках могут использоваться следующие разновидности защитных касок:

• общего назначения – кроме указанной области, данное защитное средство широко применяется в различных областях промышленного производства;
• шахтёрские – применяются при выполнении подземных работ. Характеризуются наличием крепления для головного светильника;
• пожарные – рассчитаны на работу в условиях повышенных температур. Дополнительно могут комплектоваться лицевым щитком;
• термостойкие – используются в металлургии и смежных областях, связанных с опасностью попадания на голову работника брызг расплавленного металла;
• защищающие от агрессивных веществ – применяются на предприятиях химической промышленности.

Также читайте:  Что такое ограничитель перенапряжений(ОПН)

Каска может окрашиваться в различные цвета, в зависимости от того, для какого должностного лица она предназначена:

• белый – руководство компании;
• красный – инженерно-технические работники, руководители механо- и электрослужбы;
• жёлтый и оранжевый – рядовой персонал.

Указанное цветовое разделение облегчает идентификацию работников по должностным функциям и полномочиям.

Когда необходимо использовать

Работник должен надеть защитную каску перед началом работы до выхода на рабочее место. На рабочем месте персонал должен находиться в касках. Обязательное наличие указанных средств защиты предписано нормативными документами в области охраны труда и служебными инструкциями персонала.

Порядок использования

Перед применением каску необходимо осмотреть на предмет исключения трещин, сколов и других дефектов корпуса, разрывов и повреждений амортизатора. Защитное средство следует отрегулировать по размеру головы.

При этом необходимо руководствоваться следующими правилами:

• внутренняя оснастка должна располагаться на голове симметрично;
• не допускается выход защитной ленты ниже или выше лба и затылочной области головы;
• амортизатор должен располагаться максимально плотно, без перекосов и возможности смещения даже при расстёгнутом подбородочном ремне;
• необходимо устанавливать оптимальный зазор между головой и амортизатором для равномерного распределения энергии удара.

После окончания работ каску необходимо обтереть чистой ветошью с моющим раствором и поместить в место хранения.

Срок годности каски

Несмотря на высокую прочность и износостойкость материалов, применяемых для изготовления защитных касок, срок годности указанных средств защиты составляет 2 года с момента начала использования.

Внеочередная замена каски необходима в ситуации, когда изделие подверглось сильному удару. Защитное средство в этом случае следует заменить даже при отсутствии следов повреждений, поскольку возможно появление внутренних, не видимых глазу напряжений, в результате которых каска не обеспечит необходимой защиты.

Как проверяется

В процессе эксплуатации проверка каски предусматривает визуальный осмотр на предмет наличия дефектов и повреждений. Испытания указанных защитных средств проводят после изготовления для серийных образцов изделий.

Программа испытаний включает проведение проверки:

1. Амортизационной способности – путём воздействия на каску падающего с высоты 1 м груза массой 5 кг.
2. Стойкости к перфорации – поверхностный участок диаметром 100 мм испытывают перфорирующим конусом, весящим 3 кг при величине угла заточки 60 градусов.
3. Пожаростойкости – открытым пламенем горелки в течение 10 секунд.
4. Диэлектрической прочности – погружая в ванну с солевым раствором при подаче напряжения 1200 В.
5. Устойчивости к боковому удару – сжимают двумя пластинами с усилием 430 Н.
6. Устойчивости к пониженным температурным условиям – при значении температуры -20 градусов.

Указанным испытаниям подвергается определённое количество изделий из каждой партии. По результатам проверки, определяется годность продукции и соответствие её действующим стандартам.

Использование защитных касок при выполнении работ в электроустановках – обязательное условие, предусмотренное нормами в области охраны труда и промышленной безопасности. Эти средства защиты должны выбираться, в зависимости от условий на рабочем месте и использоваться в порядке, установленном действующими правилами и инструкциями, с которыми должен быть ознакомлен каждый работник.

Источник: https://ofaze.ru/teoriya/elektroizoliruyushhaya-kaska

Кинетическая и потенциальная энергии

Энергия — важнейшее понятие в механике. Что такое энергия. Существует множество определений, и вот одно из них.

Что такое энергия?

Энергия — это способность тела совершать работу. 

Теорема о кинетической энергии

Вновь обратимся к рассмотренному примеру и сформулируем теорему о кинетической энергии тела.

Теорема о кинетической энергии

Работа приложенной к телу силы равна изменению кинетической энергии тела. Данное утверждение справедливо и тогда, когда тело движется под действием изменяющейся по модулю и направлению силы. 

A=EK2-EK1.

Таким образом, кинетическая энергия тела массы m, движущегося со скоростью v→, равна работе, которую сила должна совершить, чтобы разогнать тело до этой скорости.

A=mv22=EK.

Чтобы остановить тело, нужно совершить работу 

A=-mv22=-EK

Потенциальная энергия пружины

Представим, что в первом случае мы взяли пружину и удлинили ее на величину x. Во втором случае мы сначала удлинили пружину на 2x, а затем уменьшили на x. В обоих случаях пружина оказалась растянута на x, но это было сделано разными способами. 

При этом работа силы упругости при изменении длины пружины на x в обоих случаях была одинакова и равна

Aупр=-A=-kx22.

Величина Eупр=kx22 называется потенциальной энергией сжатой пружины. Она равна работе силы упругости при переходе из данного состояния тела в состояние с нулевой деформацией.

Источник: https://zaochnik.com/spravochnik/fizika/zakony-sohranenija-v-mehanike/kineticheskaja-i-potentsialnaja-energii/

Энергия

Только благодаря энергии на нашей планете существует жизнь. Энергия бывает разная. Тепло, свет, звук, микроволны, электричество — все это разные виды энергии. Для всех происходящих в природе процессов требуется энергия.

При любом процессе один вид энергии преобразуется в другой. Продукты питания – картофель, хлеб и т.д. – это хранилища энергии. Почти всю используемую на Земле энергию мы получаем от Солнца.

Солнце передает Земле столько энергии, сколько произвели бы 100 миллионов мощных электростанций.

Виды энергии

Энергия существует в самых разных видах. Кроме тепловой, световой и энергии звука есть еще химическая энергия, кинетическая и потенциальная. Электрическая лампочка излучает тепловую и световую энергию. Энергия звука передается при помощи волн.

Волны вызывают вибрацию барабанных перепонок, и поэтому мы слышим звуки. Химическая энергия высвобождается в ходе химических реакций. Продукты питания, топливо (уголь, нефть, бензин), а также батарей­ки — это хранилища  химической энергии.

Пищевые продукты — это склады химической энергии, высвобождающейся внутри организма.

Движущиеся тела обладают кинетической энергией, т.е. энергией движения. Чем быстрее движется тело, тем боль­ше его кинетическая энергия. Теряя скорость, тело теряет кинетическую энергию. Ударяясь о неподвижный объект, движущееся тело передает ему часть своей кинетической энергии и при­водит его в движение. Часть энергии, получаемой с пищей, животные обращают в кинетическую.

Потенциальной энергией обладают тела, находящиеся в силовом поле, например в гравитационном или  магнитном. Эластичные или упругие тела (обладающие способностью вытягиваться) имеют потенциальную энергию натяжения или упругости.

Маятник обладает максимальной потенциальной энергией, когда находится в верхней точке. Разворачиваясь, пружина освобождает свою потенциальную энергию и заставляет колёсики в часах вращаться.

Растения получают энергию от Солнца и производят питательные вещества — создают запасы химической энергии.

Превращение энергии

Закон сохранения энергии говорит, что энергия не создается из ничего и не теряется бесследно. При всех происходящих в природе процессах один вид энергии превращается в другой. Химическая энергия батареек фонарика превращается в электрическую. В лампочке электрическая энергия превращается в тепловую и световую. Мы привели пример этой «энергетической цепочки» чтобы показать вам, как один вид энергии превращается в другой.

Уголь — это спрессованные останки растении, живших много лет назад. Когда-то они получили энергию от Солнца. Уголь представляет собой запас химической энергии. Когда уголь сгорает, его химическая энергия прекращается в тепловую.

Тепловая энергия нагревает воду, и она испаряется. Пар вращает турбину. производя тем самым кинетическую энергию — энергию движения. Генератор преобразует кинетическую энергию в электрическую.

Разнообразные устройства — лампы, телевизоры, обогреватели, магнитофоны — потребляют электроэнергию и переводят в звук, свет и тепло.

Конечными результатами во многих процессах превращения энергии являются свет и тепло. Хотя энергия не пропадает, она уходит в пространство, и её трудно уловить и использовать.

Солнечная энергия

Энергия Солнца доходит до Земли в виде электромагнитных волн. Только так энергия может передаваться через открытый космос. Она может использоваться для создания электроэнергии при помощи фотоэлементов или для нагревания воды в солнечных коллекторах. Панель коллектора поглощает тепловую энергию Солнца.

На рисунке показана панель коллектора в разрезе. Черная панель поглощает поступающую от Солнца тепловую энергию, и вода в трубах нагревается. Так устроена крыша дома, обогреваемого Солнцем. Солнечная энергия передаётся воде, используемой для бытовых нужд и отопления. В энергохранилище попадают излишки тепла.

Энергия сохраняется при помощи химических реакций.

Энергетические ресурсы 

Энергия нужна нам для освещения и обогрева жилищ, для приготовления пищи, для того, чтобы могли работать заводы и двигать­ся автомобили. Эта энергия образуется при сгорании топлива. Есть и другие способы получения энергии — к примеру, ее производят гидроэлектростанции. Для приготовления пищи и обогрева жилья почти половина населения Земли сжигает дрова, навоз или уголь.

Древесина, уголь, нефть и природный газ называются невозобновимыми ресурса­ми, так как их используют только один раз. Солнце, ветер, вода — это возобновимые энергоресурсы, так как сами они не исчезают при производстве энергии. В своей деятельности человек использует для добычи энергии ископаемые ресурсы – 77%, древесину – 11%, возобновляемые энергоресурсы – 5% и ядерную энергию – 3%.

Уголь, нефть и природный газ мы называем ископаемым топливом, так как мы добываем их из недр Земли. Образовались они из останков растений и животных. Почти 20% используемой нами энергии производится из угля. При сгорании топлива в атмосферу попадают углекислый газ и другие газы. В этом отчас­ти заключается причина таких явлений, как кислотные дожди и парниковый эффект.

Только около 5 процентов энергии добывается из возобновимых источников. Это энергия Солнца, воды и ветра. Еще один возобновимый источник энергии — газ, образующийся при гниении. Когда органические вещества гниют, выделяются газы, в частности метан. Из него в основном и состоит природный газ, который используется для обогрева домов и нагревания воды.

На протяжении нескольких тысячелетий люди используют энергию ветра для пере­движения парусных судов и вращения ветряных мельниц. Ветер также может произ­водить электричество и перекачивать воду.

Единицы измерения энергии и мощности

Для измерения количества энергии употребляется специальная единица — джоуль (Дж). Тысяча джоулей составля­ют один килоджоуль (кДж). Обыкновенное яблоко (около 100 г) содержит 150 кДж химической энергии. В 100 г шоколада содержится 2335 кДж.

Мощность —  это  количество энергии, используемой за единицу времени. Мощность измеряется в ваттах (Вт). Один ватт равен одному джоулю за секунду. Чем больше энергии за определенное время произ­водит тот или иной механизм, тем боль­ше его мощность.

Лампочка мощностью в 60 Вт использует 60 Дж в секунду, а лампочка в 100 Вт использует за секунду 100 Дж.  

Коэффициент полезного действия

Любой механизм потребляет энергию од­ного вида (например, электрическую) и превращает ее в энергию другого вида. Коэффициент полезного действия (КПД) механизма тем больше, чем большая часть потребляемой энергии превращается в необходимую энергию. КПД почти всех автомобилей невысок.

В среднем автомобиль преобразует лишь 15% химической энергии бензина в кинетическую энергию. Вся остальная энергия превращается в тепло.

КПД флуоресцентных ламп выше КПД обычных электрических лампочек, поскольку во флуоресцентных лампах больше электричества превращается в свет и меньше уходит на производство тепла.

Источник: https://www.polnaja-jenciklopedija.ru/nauka-i-tehnika/jenergija.html